Log in

   

Число Пі знайшли в атомі водню

Число Пі знайшли в атомі водню Число Пі знайшли в атомі водню

Атом водню з'єднав фізику і математику.

Виявилося, число π має сенс у світі квантової фізики - воно точно відображає розташування всіх можливих "орбіт" електронів в атомі водню. Про це пишуть фізики в статті в Journal of Mathematical Physics.

"Для нас це стало повною несподіванкою - я буквально застрибав в той момент, коли ми вивели формулу Валліса з рівнянь для атомів водню. Що головне в цьому - наше відкриття красивим чином поєднує фізику і математику. Мене вражає те, як чисто математична формула з 17 століття характеризує фізичну систему, яка була відкрита тільки через 300 років після її виведення", - цитуємо Тамара Фрідманна з американського університету Рочестера.

Фрідманн і його колега Карл Хаген прийшли до такого несподіваного висновку, намагаючись на практиці розрахувати розташування енергетичних рівнів - "висот", на яких можуть перебувати електрони щодо ядра - в атомі водню.

Як пояснюють вчені, адепти квантової фізики часто використовують для вирішення подібних завдань особливі версії рівняння Шредінгера, що дозволяють обчислити положення енергорівнів з досить великим наближенням, заощаджуючи при цьому багато часу, який мав піти на обчислення.

Навчаючи своїх студентів цій фізичній хитрості, Хаген запропонував їм використовувати ці формули для вивчення об'єкта реального світу - атома водню, розташування і властивості енергетичних рівнів точно відомі фізикам за раніше проведеним експериментам і розрахунками.

Вирішуючи цю задачу паралельно зі студентами, Хаген помітив незвичайну річ - розкид в передбачених і реальних положеннях енергорівнів слідував якійсь математичній закономірності, рухаючись від нижніх до верхніх рівнів.

Приміром, рівень помилки для першого рівня, де знаходиться єдиний електрон водню, становив 15%, для другого - 10% і так далі.

Ця прогресія зацікавила Хагена, і він звернувся за допомогою до Фрідманна, математика за освітою. Разом вони візуалізували те, як рухалися електрони на кожному енергорівні, і відкрили іншу річ - чим "вище" і далі розташовувалася частинка від ядра, тим більше її орбіта була схоже на ідеальне коло.

Вивчаючи ці кола, Фрідманн згадав про формулу, яка була виведена в 1655 році британським математиком Джоном Валлісом для обчислення числа Пі.

Вона являє собою нескінченний ряд дробів, які перемножуються один на одного - 2/1 * 2/3 * 4/3 * 4/5 * 6/5 і так далі. Співвідношення цих дробів, як виявилося, точно відповідали розкиду між реальними і обчисленими властивостями енергетичних рівнів.

Відкриття фізичного сенсу у числа Пі, як вважають Хаген і Фрідманн, говорить про наявність зв'язків між абстрактним світом математики і реальним світом фізики, які можуть виражатися і в "фізичних" значеннях багатьох інших констант, які ми поки вважаємо чисто математичними.

за матеріалами korrespondent.net

Mini Admini

Якщо не можеш вітер змалювати, прозорий вітер на ясному тлі, -
Змалюй дуби, могутні і крислаті, котрі од вітру гнуться до землі!

  • Коментарі не знайдено

Залиште свій коментар

Post comment as a guest

0
«
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
»

Наші контакти


Ідея, веб-дизайн і т.д.:

Олег Романів
oromaniv at franko.lviv.ua